El Blog de Ignacio Mártil

Hay un debate abierto desde hace un tiempo a propósito de nuestro modelo energético, de qué podemos hacer para lograr una energía más barata, más limpia, más independiente, etc.

En la actualidad, hay dos grandes modelos energéticos atendiendo a la generación de la energía eléctrica: el centralizado, el más frecuente en los países industrializados, en el que grandes centrales producen la energía que luego se reparte por el territorio mediante una extensa y compleja red de distribución; y el distribuido, en el que una parte significativa de la generación ocurre cerca del punto de suministro, ya que la producción correo a cargo de los pequeños consumidores, mediante instalaciones de tamaño reducido. La figura ilustra y compara las características más relevantes de ambos modelos:

Las características más relevantes de ambos modelos son las siguientes:

El modelo energético actual: generación centralizada

Las características más reseñables de este modelo son las siguientes:

• La generación se produce en grandes centrales (entre 0,5 y 1,5 GW de potencia nominal), distantes de los principales centros de consumo (áreas urbanas, gran industria). La eficiencia energética de esas centrales es del orden del 33 % de la energía producida (carbón, nuclear, fuel), aunque puede llegar al 50 % en los ciclos combinados de gas. Es decir, en origen, el 50-67 % de la energía producida no se transmite a la red.
• Esas centrales utilizan principalmente fuentes no renovables (térmicas de carbón o gas, nucleares) y renovables clásicas (gran hidráulica)
• Como consecuencia de lo anterior, por el tamaño de las centrales, hay una elevada concentración de la propiedad en pocas compañías, lo que incrementa el carácter oligopolístico del mercado eléctrico.
• Este modelo exige grandes redes de distribución de alta tensión, con las consecuencias de toda índole que se derivan: encarecimiento del precio de la energía, agresiones medioambientales, pérdidas en el transporte y en la distribución, que son del orden del 15 % de la energía transportada, sumando ambos procesos. Como consecuencia, la energía útil que llega al consumidor, es del orden del 28 % (en el caso de centrales convencionales o nucleares), y 42 % (en el caso de ciclo combinado) de la energía producida.

Es decir, el modelo centralizado es un modelo costoso para el consumidor, esencialmente contaminante y energéticamente poco eficiente.

El modelo energético del futuro: generación distribuida

En contraste con el modelo actual, el futuro se plantea en términos de energía distribuida. Sus características más relevantes son las siguientes.

• Permitiría la existencia de muchos productores pequeños y medianos, en su mayoría próximos a los centros de consumo.
• Como consecuencia, la propiedad  de la producción energética estaría distribuida entre muchos pequeños y medianos propietarios. Asimismo, la gestión de redes de distribución podría estar en manos de corporaciones municipales; esto no es una entelequia, ya existe en países de nuestro entorno, como Alemania y Holanda, lo que permitiría democratizar la gestión de la energía.
• Otra consecuencia que se deriva de este modelo es la minimización del transporte y la distribución y, por lo tanto, de las pérdidas asociadas.
• Para que sea viable, el modelo distribuido necesita una fuerte presencia de energías renovables en el mix energético (principalmente solar fotovoltaica y en menor medida eólica), dada la modularidad intrínseca a estas fuentes de energía. Quiero hacer la salvedad de que “fuerte presencia” no implica disponer de un mix 100 % renovable, lo que conllevaría otras dificultades que he analizado en otro post de este blog.
• Este modelo favorecería el autoconsumo energético, incentivando medidas de ahorro y eficiencia energéticas.

Papel del autoconsumo

Obviamente, este modelo no puede implantarse de la noche a la mañana, dado que las inversiones en infraestructuras energéticas son muy costosas y necesitan de largos períodos de amortización, por lo que se debe lograr una adecuada coexistencia transitoria con las grandes centrales. No se trata de cerrar nada de manera inmediata, sino de planificar sustituciones, dependiendo de las características del territorio.

Una pieza clave para el cambio hacia este modelo distribuido, como ya he indicado, es el autoconsumo de energía, que solo parece tener una limitación: la resistencia al cambio de las grandes empresas del sector eléctrico, que, lógicamente, pretenderán perpetuar la rentabilización de sus activos en generación e infraestructuras, muchos ya amortizados y pagados por los usuarios.

El nuevo Real Decreto de autoconsumo energético (R. D. 244/2019) abre una vía de modificación a nuestro modelo energético realmente trascendental y en los próximos años veremos cómo nos encaminamos en esa dirección. Como siempre, serán las decisiones políticas y la toma de conciencia ciudadana las que impulsen o ralenticen esos cambios.

En los anteriores post de este blog, he detallado las principales características y el procedimiento de carga y descarga de las baterías de ion-litio, las más populares entre las baterías recargables. En este analizaré sus ventajas e inconvenientes. Las baterías de ion-litio son populares porque tienen una serie de ventajas importantes sobre las tecnologías de la competencia:

Ventajas de las baterías de ion-litio

i) En general, son mucho más livianas que otros tipos de baterías recargables del mismo tamaño. Una de las razones se debe a que el litio es un elemento muy reactivo, lo que significa que puede almacenar mucha energía en sus enlaces atómicos. Esto se traduce en una densidad de energía muy alta para estas baterías frente a las más “veteranas” de Ni-Cd o Ácido-Plomo, tal y como muestra la siguiente imagen, donde se compara este factor para diversas tecnologías de baterías recargables:

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En el anterior post publicado en este blog, describí el principal problema que tienen las baterías ordinarias: la imposibilidad de ser recargadas. En este describiré qué son y cómo funcionan las baterías recargables, centrándome en las más populares hoy en día, las denominadas de iones de litio (en lo que sigue, ion-litio).

La siguiente imagen muestra la batería de ion-litio de un vehículo eléctrico Tesla Model S (fuente de la imagen: Jeffrey Jenkins, Electric Vehicles Magazine, 22-mayo-2017):

Células de baterías recargables: conceptos esenciales

Aunque pueden adoptar diversas geometrías, en numerosas ocasiones su aspecto es prácticamente idéntico al de las pilas cilíndricas convencionales AA o pueden tener formas prismáticas, lo que significa que son cuadradas o rectangulares. Antes de pasar a describir el interior de las pilas de ion-litio, voy a dar unos breves detalles de cómo son las baterías recargables.

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